MOMENTUM LINEAR Caderno de exercícios Nome

MOMENTO LINEAR ou MOMENTUM LINEAR. Momentum linear é o produto da massa de um ponto material pela sua velocidade. Tarefa: busque no livro o conceito de impulso e o teorema impulso-momentum, para resolver as situações-problema seguintes. Qual o vetor momentum linear de um carro de 700kg que se movimenta com uma velocidade constante de 70 km/h na direção e sentido do eixo x?

1) Uma “importante” e complexa interação acontece quando uma bola de 500 g chutada por um jogador atinge a trave, onde a velocidade da bola muda. Analise esta situação e responda: sabendo que a velocidade da bola imediatamente antes e depois de bater na trave, era respectivamente de 25m/s e 18m/s, na direção horizontal: o momentum linear inicial da bola é: o momentum linear final da bola é: b) o módulo da força que a bola atuou na trave, sabendo que essa interação durou 0,12s é:

2) Uma bola de 200 g de massa movendo-se horizontalmente colide com uma parede rígida e vertical, retornando na mesma direção com módulo de sua velocidade igual ao de incidência de 10 m/s. O tempo de interação entre a bola e a parede foi de 0,1s. Determine o módulo da força média exercida pela bola sobre a parede. 

Lembre-se que, conforme a 2ª lei de Newton, a força resultante que age num sistema de partículas é igual a Assim, a taxa de variação do momentum total do sistema é igual a força resultante que atua sobre o sistema, Vamos supor agora, que força resultante que age num sistema de partículas é nula, então:

3) Uma bala de 10 g é disparada por uma arma de 3 kg com velocidade de 500m/s. Sabendo que os gases em expansão dentro da arma exercem forças sobre a arma e sobre a bala, escreva as forças que agem no sistema (arma + bala). b) Quais são as forças internas do sistema (arma + bala).? c) Escreva o momentum inicial e final do sistema.

COLISÕES 4) Um bloco A de massa 3kg é lançado com velocidade vA = 5m/s sobre uma superfície horizontal sem atrito. O bloco choca-se com uma esfera B de massa 2kg, inicialmente em repouso e suspensa for um fio inextensível. Após a colisão, a esfera atinge a altura máxima de 0,2m. Determine: a) o impulso que atuou sobre a esfera durante a colisão b) o trabalho realizado pela força impulsiva sobre o bloco A, durante a colisão: vA = 5m/s

CLIQUE na figura abaixo para observar e analisar as colisões apresentadas e depois realizar as seguintes tarefas: 6) Faça a escolha de uma colisão elástica (escolha eta = 1) e escolha m1=5kg, m2=1kg, v1= 5m/s e v2= 20 m/s. Qual a velocidade das bolas imediatamente após a primeira colisão, se elas movimentam-se no mesmo sentido antes da colisão? 5) Faça a escolha de uma colisão elástica (escolha eta = 1) e escolha m1=5kg, m2=5kg, v1=1m/s e v2= 60m/s. Qual a velocidade das bolas imediatamente após a primeira colisão? Faça os cálculos para comprovar os resultados. Faça os cálculos para comprovar os resultados.

8) Duas caixas de ferramentas, uma de plástico de 0,5 kg e uma de aço de 4kg, encontram-se em repouso e podem deslizar sem atrito sobre uma superfície horizontal. É aplicado em cada uma delas e ao mesmo tempo, uma força horizontal, de mesmo módulo e direção, para empurrar as caixas para frente durante 5s. Ao final dos 5s, o momentum da caixa de plástico é maior, menor ou igual ao momentum da caixa de aço? Justifique a sua resposta. 7) Um projétil de massa 50g atinge um pêndulo balístico com velocidade de 500 m/s, atravessando-o. Supondo que o projétil balístico se movimenta sempre na horizontal, que o pêndulo balístico tenha massa 2kg e que se eleve 0,5m, determine: a) a velocidade do projétil após colidir com o pêndulo balístico b) a variação da energia mecânica do projétil.

9) Por que, normalmente, durante um breve intervalo de tempo em que ocorre uma colisão entre dois prontos materiais A e B, ou uma interação entre dois corpos as forças impulsivas do sistema (ponto material A + ponto material B) se cancelam? 10) Explique o conceito de impulso, com suas palavras e não utilizando a equação matemática.

11) Um taco de golfe segue se movendo imediatamente após golpear uma bola. O momentum linear do taco de golfe se conserva? Identifique os pontos materiais que formam o sistema, nesta colisão.

c) o impulso que atuou sobre o bloco nos primeiros 5s. 12) O gráfico ao lado mostra a variação da força resultante em função do tempo que atua sobre um bloco de massa igual a 4kg e que se desloca sobre uma superfície horizontal. Sabendo que o bloco estava inicialmente em repouso, determine: c) o impulso que atuou sobre o bloco nos primeiros 5s. a) a velocidade do bloco no instante 10s; F(N)) t (s) 5 10 15 7 b) o trabalho realizado pela força resultante nos 15s representados no gráfico;

CLIQUE EM MIM E RESPONDA AS QUESTÕES ABAIXO b) Numa colisão das bolas 1 e 2, em que a velocidade da bola 1 é de 10m/s e a bola 2 está em repouso, imediatamente antes da colisão, qual o momentum linear da bola 1? Atribua 1kg para a massa da bola 1 e 25 kg para a massa da bola 2. E escolha 10 m/s para velocidade da bola 1 (para a direita) e 1 m/s para a velocidade da bola 2 (apara a esquerda). O que acontece com o sentido do movimento das bolas 1 e 2 imediatamente após a colisão? CLIQUE EM MIM E RESPONDA AS QUESTÕES ABAIXO Qual a posição do centro de massa das bolas 1 e 2 , quando a bola 1 tem massa igual a 1 kg e a bola 2 tem massa igual a 25 kg? d) Que tipo de colisão você observou?